CN109909785A - 托起组件、托起系统、盘类工件翻转系统及翻转方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种托起组件、托起系统、盘类工件翻转系统及翻转方法，其中托起组件包括：基座；第一托起件，第一托起件固定连接于基座；第一导向柱，第一导向柱的第一端固定连接于基座，第一导向柱的第二端延伸至越过第一表面所在的平面，第一导向柱的第二端设置有第一限位结构；第二托起件，第二托起件穿设于第一导向柱；弹性件，弹性件套设于第一导向柱，且位于第二托起件与第一限位结构之间。本发明中，托起组件能够将盘类工件从工作台托起，从而使得机器人能够从盘类工件下方对盘类工件进行夹持，并使得机器人能够对盘类工件进行翻转。这样，盘类工件的翻转工作无需借助于工件姿态翻转台，节省了翻转过程所需的时间，提高了翻转效率。

Description

托起组件、托起系统、盘类工件翻转系统及翻转方法

技术领域

本发明涉及机械技术领域，尤其涉及一种托起组件、托起系统、盘类工件翻转系统及翻转方法。

背景技术

盘类工件，例如车辆的刹车盘，在加工过程中可能需要经过多个工序的加工。当盘类工件从一个工序进入下一个工序时，一般需要将其翻转。比如，盘类工件有A、B两个相对的面，在一序加工时，需要盘类工件的A面朝上，而在二序加工时，需要盘类工件的B面朝上。现有盘类工件的翻转方法如下：首先，机器人在一序设备从A面抓起盘类工件，并将工件放置到专用的工件姿态翻转台；然后，机器人从B面再次抓起盘类工件，并将盘类工件从工件姿态翻转台移动至二序设备。可见，上述翻转方法需要占用较多的时间，翻转效率较低。

发明内容

本发明实施例提供一种托起组件、托起系统、盘类工件翻转系统及翻转方法，以解决现有翻转方法需要占用较多的时间，翻转效率较低的问题。

为了解决上述技术问题，本发明是这样实现的：

第一方面，本发明实施例提供了一种托起组件，包括：

基座；

第一托起件，所述第一托起件固定连接于所述基座，所述第一托起件具有相背的第一表面和第二表面，所述第一表面朝向所述基座；

第一导向柱，所述第一导向柱的第一端固定连接于所述基座，所述第一导向柱的第二端延伸至越过所述第一表面所在的平面，所述第一导向柱的第二端设置有第一限位结构；

第二托起件，所述第二托起件穿设于所述第一导向柱，所述第二托起件具有相背的第三表面和第四表面，所述第三表面朝向所述基座；

弹性件，所述弹性件套设于所述第一导向柱，且位于所述第二托起件与所述第一限位结构之间；

其中，所述弹性件用于支撑所述第二托起件，以使所述第四表面与所述第一导向柱的第一端之间的垂直距离小于所述第一表面与所述第一导向柱的第一端之间的垂直距离；

在所述第二托起件受到作用力时，所述第二托起件朝向所述第一导向柱的第二端移动且压缩所述弹性件，以使所述第四表面越过所述第一表面所在的平面，且所述第三表面靠近所述第一表面所在的平面。

可选的，在所述第二托起件受到作用力时，所述第二托起件朝向所述第一导向柱的第二端移动且压缩所述弹性件，以使所述第三表面和所述第一表面位于同一平面。

可选的，所述托起组件还包括第二导向柱；

所述第二导向柱的第一端固定连接于所述基座或所述第一导向柱，所述第二导向柱的第二端延伸至越过所述第一表面所在的平面；

所述第二导向柱与所述第一导向柱平行设置，所述第二托起件共同穿设于所述第一导向柱和所述第二导向柱。

可选的，所述第二导向柱设置于所述第一导向柱与所述第一托起件之间。

可选的，所述第一托起件还具有连接所述第一表面和所述第二表面的第五表面；

所述第二托起件还具有连接所述第三表面和所述第四表面的第六表面；

所述第五表面和所述第六表面分别位于所述第一导向柱的两侧，所述第五表面和所述第六表面的朝向相反且均为外凸的圆弧面。

可选的，所述第一托起件具有相对所述第一表面凸起的第二限位结构，所述第二限位结构具有第七表面；

所述第二托起件具有相对所述第三表面凸起的第三限位结构，所述第三限位结构具有第八表面；

所述第七表面和所述第八表面分别位于所述第一导向柱的两侧，所述第七表面和所述第八表面的朝向相反；

所述第七表面与所述第一导向柱之间的距离小于所述第五表面与所述第一导向柱之间的距离；

所述第八表面与所述第一导向柱之间的距离小于所述第六表面与所述第一导向柱之间的距离。

可选的，所述第七表面和所述第八表面均为外凸的圆弧面。

第二方面，本发明实施例提供了一种托起系统，包括工作台、伺服控制系统和本发明实施例第一方面中任一项所述的托起组件；

所述工作台用于放置具有开孔的盘类工件；

所述伺服控制系统包括第一伺服机构和第二伺服机构，所述第一伺服机构用于控制所述托起组件沿水平直线运动，且所述第二伺服机构用于控制所述托起组件沿竖向直线运动，以使所述托起组件移动至所述工作台上方。

第三方面，本发明实施例提供了一种盘类工件翻转系统，包括机器人和本发明实施例第二方面中所述的托起系统。

第四方面，本发明实施例提供了一种盘类工件翻转方法，应用于本发明实施例第三方面中所述的盘类工件姿态翻转系统，所述方法包括：

控制伺服控制系统带动托起组件运动至将盘类工件托起；

控制机器人从所述盘类工件的下方夹持所述盘类工件；

控制所述托起组件与所述盘类工件分离；

控制所述机器人翻转所述盘类工件。

可选的，所述控制所述托起组件与所述盘类工件分离，包括：

控制伺服控制系统带动所述托起组件运动至与所述盘类工件分离；或者，

控制所述机器人带动所述盘类工件运动至与所述盘类工件分离。

本发明实施例中，托起组件能够将盘类工件从工作台托起，从而使得机器人能够从盘类工件下方对盘类工件进行夹持，并使得机器人能够对盘类工件进行翻转。这样，盘类工件的翻转工作无需借助于工件姿态翻转台，节省了翻转过程所需的时间，提高了翻转效率。

附图说明

图1是本发明实施例提供的托起组件的结构示意图之一；

图2是本发明实施例提供的托起组件的结构示意图之二；

图3是本发明实施例提供的托起系统的结构示意图；

图4是本发明实施例提供的盘类工件翻转方法的流程示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获取的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明实施例提供一种托起组件、托起系统、盘类工件翻转系统及翻转方法。

第一方面，本发明实施例提供一种托起组件。

如图1所示，托起组件1包括：

基座11；

第一托起件12，第一托起件12固定连接于基座11，第一托起件12具有相背的第一表面121和第二表面122，第一表面121朝向基座11；

第一导向柱13，第一导向柱13的第一端131固定连接于基座11，第一导向柱13的第二端132延伸至越过第一表面121所在的平面，第一导向柱13的第二端132设置有第一限位结构133；

第二托起件14，第二托起件14穿设于第一导向柱13，第二托起件14具有相背的第三表面141和第四表面142，第三表面141朝向基座11；

弹性件15，弹性件15套设于第一导向柱13，且位于第二托起件14与第一限位结构133之间；

其中，弹性件15用于支撑第二托起件14，以使第四表面142与第一导向柱13的第一端131之间的垂直距离小于第一表面121与第一导向柱13的第一端131之间的垂直距离；

在第二托起件14受到作用力时，第二托起件14朝向第一导向柱13的第二端132移动且压缩弹性件15，以使第四表面142越过第一表面121所在的平面，且第三表面141靠近第一表面121所在的平面。

如图2所示，本发明实施例的托起组件1可用于将放置于工作台2上的盘类工件3托起，该盘类工件3为具有开孔31的盘类工件，例如刹车盘。

其中，第一托起件12和第二托起件14共同用于托起盘类工件3，第一表面121和第三表面141均可理解为用于承托盘类工件3的承托面。

容易理解地，第一托起件12和第二托起件14两者共同占据的横向尺寸需要大于盘类工件3的开孔31才能托起盘类工件3，然而，第一托起件12和第二托起件14无法同时从盘类工件3的开孔31进入盘类工件3的下方。

鉴于此，通过在第一导向柱13上设置弹性件15，该弹性件15用于支撑第二托起件14，使第二托起件14被弹性件15抬升至高于第一托起件12的承托面，即，第四表面142与第一导向柱13的第一端131之间的垂直距离小于第一表面121与第一导向柱13的第一端131之间的垂直距离。这样，只要第一托起件12和第一导向柱13两者共同占据的横向尺寸小于或等于盘类工件3的开孔31，则第一托起件12和第一导向柱13即可先行从上至下通过盘类工件3的开孔31。

在第一托起件12通过盘类工件3的开孔31之后，第一托起件12落入盘类工件3与工作台之间的自由空间，此时可控制整个托起组件1向一侧偏移，使第二托起件14进入开孔31对应的区域，此时，第二托起件14即可向下移动直至通过盘类工件3的开孔31。这样，第一托起件12和第二托起件14均从上至下通过盘类工件3的开孔31。

随后，控制整个托起组件1可向另一侧偏移，再继而向上抬升，使第一托起件12和第二托起件14共同从盘类工件3的下方托起盘类工件3。此时，第二托起件14受到盘类工件3的作用力(即盘类工件3的重力)，第二托起件14朝向第一导向柱13的第二端132移动且压缩弹性件15，第二托起件14和第一托起件12之间的高度差逐渐缩小，即，第四表面142逐渐越过第一表面121所在的平面，且第三表面141逐渐靠近第一表面121所在的平面。

在托起组件1对盘类工件3进行托起之后，可通过相关操作实现托起组件1与盘类工件3的分离。具体的，固定盘类工件3，首先，控制整个托起组件1下移，使第一托起件12脱离盘类工件3，与此同时，第二托起件14逐渐脱离盘类工件3，弹性件15逐渐伸展，第二托起件14和第一托起件12之间的高度差逐渐增大。然后，控制整个托起组件1向一侧偏移，再继而向上抬升，位于上方的第二托起件14即可先行从下至上通过盘类工件3的开孔31。随后，控制整个托起组件1向另一侧偏移，再继而向上抬升，使第一托起件12从下至上通过盘类工件3的开孔31。或者，固定整个托起组件1，控制盘类工件3进行相应的操作。

可见，借助弹性件15的支撑特性和可压缩特性，既能够使第一托起件12和第二托起件14按序通过盘类工件3的开孔31，又能够使第一托起件12和第二托起件14在托起盘类工件3的过程中，逐渐形成较平整的承托平面，提高了盘类工件3托起过程中的平稳性。

其中，弹性件15可以是弹簧，弹性件15的劲度系数、可压缩长度等参数可依据第一托起件12的尺寸、第二托起件14的重量和尺寸以及盘类工件3的重量等因素进行灵活选择。

在盘类工件3托起过程中，为了进一步提高盘类工件3的平稳性，可以根据上述各因素选择合适的弹性件15，以使第二托起件14受到盘类工件3的作用力时，弹性件15的压缩长度等于(或基本等于)第三表面141和第一表面121之间的垂直距离，即，在第二托起件14受到盘类工件3的作用力时，第三表面141和第一表面121位于(或基本位于)同一平面。这样，第三表面141和第一表面121共同形成平整(或基本平整)的承托面。

本发明实施例中，基座1的形状和尺寸均并不作限定，可以是规则的形状，基座1可直接与第一托起件12固定连接，也可以通过连接件与第一托起件12固定连接。可选的，基座1呈圆柱状，基座1的一端设置有半圆柱缺口，其中，第一导向柱13设置于该半圆柱缺口，第一托起件12设置于该端的半圆形端面。其中，该半圆形端面的半径小于第一托起件12和第二托起件14的横向尺寸。

本发明实施例中，第一导向柱13的外形可以是圆形、椭圆形、方形等等，第二托起件14可开设有与第一导向柱13的外形相匹配的通孔，第二托起件14通过该通孔穿设于第一导向柱13。若第一导向柱13的外形为圆形，即第一导向柱13为圆柱体，且第二托起件14开设的通孔为圆形孔，则第二托起件14可绕第一导向柱13转动。为了避免因第二托起件14绕第一导向柱13转动而导致第一托起件12和第二托起件14两者共同占据的横向尺寸发生变化，可以将第二托起件14设置为圆形，且第一导向柱13穿过第二托起件14的中心。

可选的，托起组件1还包括第二导向柱16；

第二导向柱16的第一端161固定连接于基座11或第一导向柱13，第二导向柱16的第二端162延伸至越过第一表面121所在的平面；

第二导向柱16与第一导向柱13平行设置，第二托起件14共同穿设于第一导向柱12和第二导向柱16。

通过上述设置，可以防止第二托起件14绕第一导向柱13转动，因此，第二导向柱16可充当防止第二托起件14转动的角向限位柱。此外，第二导向柱16和第一导向柱13共同对第二托起件14导向，可以使第二托起件14在移动时更加平稳。

第二导向柱16的第二端162还可设置有第四限位结构163，以避免第二托起件14脱离第二导向柱16，确保托起组件1使用时的安全性和稳固性。

由于第一导向柱13上套设有弹性件15，因此，第二导向柱16的长度可小于第一导向柱13的长度，以节省第二导向柱16所需的材料。

第一限位结构133可以是突出于第一导向柱13表面的凸缘，第四限位结构163也可以是突出于第二导向柱16表面的凸缘。

可选的，第二导向柱16设置于第一导向柱13与第一托起件12之间。

通过上述设置，第一导向柱13相比第二导向柱16更靠近外侧，即更靠近第二托起件14与盘类工件3的接触部位，因此，弹性件15更靠近第二托起件14与盘类工件3的接触部位，弹性件15受到的力矩更小，从而使得弹性件15能够更好地被压缩。

可选的，第一托起件12还具有连接第一表面121和第二表面122的第五表面123；

第二托起件14还具有连接第三表面141和第四表面142的第六表面143；

第五表面123和第六表面143分别位于第一导向柱13的两侧，第五表面123和第六表面143的朝向相反且均为外凸的圆弧面。

由于盘类工件3的开孔31一般为圆形孔，因此，将第五表面123和第六表面143设置为外凸的圆弧面，能够使第五表面123和第六表面143的外形与盘类工件3的开孔31相适应，在第一托起件12和第二托起件14共同托起盘类工件3时，增大第一托起件12和第二托起件14与盘类工件3的接触面积，提高盘类工件3在托起过程中的平稳性。

可选的，第一托起件12具有相对第一表面121凸起的第二限位结构124，第二限位结构124具有第七表面125；

第二托起件14具有相对第三表面141凸起的第三限位结构144，第三限位结构144具有第八表面145；

第七表面125和第八表面145分别位于第一导向柱13的两侧，第七表面125和第八表面145的朝向相反；

第七表面125与第一导向柱13之间的距离小于第五表面123与第一导向柱13之间的距离；

第八表面145与第一导向柱13之间的距离小于第六表面143与第一导向柱13之间的距离。

通过上述设置，第二限位结构124和第三限位结构144能够对托起组件1的偏移距离进行定位，使托起组件1在使用时更加方便、可靠。

第二限位结构124可以为设置于第一表面121上的限位台，第三限位结构144也可以为设置于第三表面141上的限位台。

可选的，第七表面125和第八表面145均为外凸的圆弧面。

由于盘类工件3的开孔31一般为圆形孔，因此，将第七表面125和第八表面145设置为外凸的圆弧面，能够使第七表面125和第八表面145的外形与盘类工件3的开孔31相适应。

第二方面，本发明实施例提供一种托起系统。

如图3所示，托起系统，包括托起组件1、工作台2和伺服控制系统。

其中，托起组件1为本发明实施例第一方面中任一托起组件。

工作台2用于放置具有开孔31的盘类工件3。

伺服控制系统包括第一伺服机构(图中未示出)和第二伺服机构(图中未示出)，第一伺服机构用于控制托起组件1沿水平直线运动(即沿图3中的X轴运动)，且第二伺服机构用于控制托起组件1沿竖向直线运动(即沿图3中的Z轴运动)，以使托起组件1移动至工作台2上方。

如图3所示，本发明实施例中的托起系统可以设置在一结构件上，该结构件包括水平台41和垂直于水平台41的立面42。

其中，水平台41上设置有工作台2，立面42上设置有竖向滑轨421和可沿竖向滑轨421竖向直线滑动的第一滑块422，第一滑块422上设置有水平滑轨423和可沿水平滑轨423水平直线运动的第二滑块424，托起组件1固定于第二滑块424上。

可选的，托起系统还包括刀盘5，伺服控制系统还包括第三伺服机构，第三伺服机构可为伺服电机6，刀盘5与伺服电机6的转轴连接，托起组件1可设置于刀盘5，伺服电机6工作时，可带动刀盘5旋转，进而带动托起组件1旋转。托起组件1可设置在刀盘5的偏离旋转中心的位置，从而刀盘5旋转时，托起组件1能够产生周向的位移，以使托起组件1旋转至指定的位置，例如盘类工件3的正上方。

本发明实施例的托起系统还包括数控系统(图中未示出)，该数控系统中存储有预先编制好的数控程序，数控系统与伺服控制系统通信连接或电连接，数控系统用于控制伺服控制系统工作。

本发明实施例中，托起组件能够在伺服控制系统的控制下，实现对盘类工件的自动化托起。具体的操作方法可参见本发明实施例第一方面中的相关说明，并能够达到相同的有益效果，为避免重复，对此不作赘述。

本发明实施例的托起系统，结构设计合理，能够实现对盘类工件自动化托起，能够节省大量的人工和劳动力，显著提高了生产效率。

第三方面，本发明实施例提供一种盘类工件翻转系统(未图示)，包括机器人和本发明实施例第二方面中的任一托起系统。

在托起系统将盘类工件从工作台托起之后，机器人手爪可从盘类工件的下方伸入，并从盘类工件的下表面夹持该盘类工件。随后，控制托起组件与盘类工件分离，并控制机器人手爪作翻转操作，使盘类工件的姿态翻转。

本发明实施例中，托起组件能够将盘类工件从工作台托起，从而使得机器人能够从盘类工件下方对盘类工件进行夹持，并使得机器人能够对盘类工件进行翻转。这样，盘类工件的翻转工作无需借助于工件姿态翻转台，节省了翻转过程所需的时间，提高了翻转效率。

第四方面，本发明实施例提供一种盘类工件翻转方法，应用于上述盘类工件姿态翻转系统。

如图4所示，盘类工件翻转方法包括：

步骤401：控制伺服控制系统带动托起组件运动至将盘类工件托起；

步骤402：控制机器人从盘类工件的下方夹持盘类工件；

步骤403：控制托起组件与盘类工件分离；

步骤404：控制机器人翻转盘类工件。

其中，上述步骤403可通过两种方式实施，作为其中一种实施方式，控制伺服控制系统带动托起组件运动至与盘类工件分离；作为另一种实施方式，控制机器人带动盘类工件运动至与盘类工件分离。

以下通过具体的示例，对盘类工件姿态翻转的整个过程进行具体说明。

动作1：盘类工件在工作台加工完成之后，控制托起组件随着刀盘在Z方向和X方向运动，并控制托起组件随着刀盘转动至盘类工件的正上方。

动作2：控制托起组件随着刀盘在Z方向运动至指定位置，再在X方向运动至指定位置，再在Z方向运动至指定位置，再在X方向运动至指定位置，再在Z方向运动至指定位置，使托起组件上的第一托起件和第二托起件将盘类工件托起至指定位置。

动作3：机器人进入托起系统，机器人手爪从下方夹持盘类工件。

动作4：机器人手爪夹持盘类工件在Z方向运动至指定位置，再在X方向运动至指定位置，再在Z方向运动至指定位置，再在X方向运动至指定位置，再在Z方向运动至指定位置，直至托起组件与盘类工件脱离。

动作5：机器人夹持盘类工件离开托起系统，并完成了盘类工件姿态的翻转和盘类工件的下料。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (11)

1.一种托起组件，其特征在于，包括：

基座；

第一托起件，所述第一托起件固定连接于所述基座，所述第一托起件具有相背的第一表面和第二表面，所述第一表面朝向所述基座；

第一导向柱，所述第一导向柱的第一端固定连接于所述基座，所述第一导向柱的第二端延伸至越过所述第一表面所在的平面，所述第一导向柱的第二端设置有第一限位结构；

第二托起件，所述第二托起件穿设于所述第一导向柱，所述第二托起件具有相背的第三表面和第四表面，所述第三表面朝向所述基座；

弹性件，所述弹性件套设于所述第一导向柱，且位于所述第二托起件与所述第一限位结构之间；

其中，所述弹性件用于支撑所述第二托起件，以使所述第四表面与所述第一导向柱的第一端之间的垂直距离小于所述第一表面与所述第一导向柱的第一端之间的垂直距离；

在所述第二托起件受到作用力时，所述第二托起件朝向所述第一导向柱的第二端移动且压缩所述弹性件，以使所述第四表面越过所述第一表面所在的平面，且所述第三表面靠近所述第一表面所在的平面。

2.根据权利要求1所述的托起组件，其特征在于，在所述第二托起件受到作用力时，所述第二托起件朝向所述第一导向柱的第二端移动且压缩所述弹性件，以使所述第三表面和所述第一表面位于同一平面。

3.根据权利要求1或2所述的托起组件，其特征在于，所述托起组件还包括第二导向柱；

所述第二导向柱的第一端固定连接于所述基座或所述第一导向柱，所述第二导向柱的第二端延伸至越过所述第一表面所在的平面；

所述第二导向柱与所述第一导向柱平行设置，所述第二托起件共同穿设于所述第一导向柱和所述第二导向柱。

4.根据权利要求3所述的托起组件，其特征在于，所述第二导向柱设置于所述第一导向柱与所述第一托起件之间。

5.根据权利要求1或2所述的托起组件，其特征在于，所述第一托起件还具有连接所述第一表面和所述第二表面的第五表面；

所述第二托起件还具有连接所述第三表面和所述第四表面的第六表面；

所述第五表面和所述第六表面分别位于所述第一导向柱的两侧，所述第五表面和所述第六表面的朝向相反且均为外凸的圆弧面。

6.根据权利要求5所述的托起组件，其特征在于，所述第一托起件具有相对所述第一表面凸起的第二限位结构，所述第二限位结构具有第七表面；

所述第二托起件具有相对所述第三表面凸起的第三限位结构，所述第三限位结构具有第八表面；

所述第七表面和所述第八表面分别位于所述第一导向柱的两侧，所述第七表面和所述第八表面的朝向相反；

所述第七表面与所述第一导向柱之间的距离小于所述第五表面与所述第一导向柱之间的距离；

所述第八表面与所述第一导向柱之间的距离小于所述第六表面与所述第一导向柱之间的距离。

7.根据权利要求6所述的托起组件，其特征在于，所述第七表面和所述第八表面均为外凸的圆弧面。

8.一种托起系统，其特征在于，包括工作台、伺服控制系统和权利要求1至7中任一项所述的托起组件；

所述工作台用于放置具有开孔的盘类工件；

所述伺服控制系统包括第一伺服机构和第二伺服机构，所述第一伺服机构用于控制所述托起组件沿水平直线运动，且所述第二伺服机构用于控制所述托起组件沿竖向直线运动，以使所述托起组件移动至所述工作台上方。

9.一种盘类工件翻转系统，其特征在于，包括机器人及权利要求8所述的托起系统。

10.一种盘类工件翻转方法，应用于权利要求9所述的盘类工件姿态翻转系统，其特征在于，所述方法包括：

控制伺服控制系统带动托起组件运动至将盘类工件托起；

控制机器人从所述盘类工件的下方夹持所述盘类工件；

控制所述托起组件与所述盘类工件分离；

控制所述机器人翻转所述盘类工件。

11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述控制所述托起组件与所述盘类工件分离，包括：

控制伺服控制系统带动所述托起组件运动至与所述盘类工件分离；或者，

控制所述机器人带动所述盘类工件运动至与所述盘类工件分离。